紀(jì)中展
陽春三月,南方春暖花開,北方仍春寒料峭。老紀(jì)有時(shí)出差,晨練繞著湖跑步,看到三五成群的鴨子在冰冷的池塘或江中游泳。它們時(shí)而把頭潛入水中,時(shí)而又展翅在水中歌唱,仿佛在告訴人們寒冷的天氣即將結(jié)束,春天就要來臨。果然是“春江水暖鴨先知”。
鴨子既不怕冷,又能快速游行,這到底是怎么辦到的?
首先,鴨子身上長(zhǎng)滿了濃密的羽毛,羽毛將空氣貯存在其中,隔熱保溫,這就好比我們?cè)诤锎┯鸾q服保暖。另外,鴨子的皮下有層厚厚的脂肪,能防止體內(nèi)熱量散發(fā),抵御寒冷。如此一來,鴨子的體溫能維持在42攝氏度左右。
但這并沒有解決人們的疑惑,即便鴨子身體上有厚厚的羽毛和脂肪,但它們卻是光著腳的。在冰冷的水中泡了那么久,它們的腳不會(huì)凍傷嗎?
如果我們用溫暖的雙手接觸冰冷的水,手上的熱量就會(huì)傳遞到水中,直到手和水的溫度變得差不多。這是因?yàn)闇囟瓤偸菑母邷匚矬w向低溫物體傳遞。聰明的鴨子進(jìn)化出了一套“逆流熱交換系統(tǒng)”,也就是幫鴨子降低腳上的溫度,減小和冰水之間的溫差。這樣一來,鴨子不僅能光腳在冰水里游泳,還能光腳在冰面上奔跑。
解答了“不怕冷”這個(gè)疑惑,還有如何“游得快”的問題。
這就要提到鴨子的兩個(gè)秘密武器。首先是鴨掌。鴨子的腳掌很特別,腳趾連在一起,中間的皮叫蹼,這樣的腳像船槳一樣劃來劃去,幫助鴨子在水里控制方向,飛快前進(jìn)。鴨掌劃水涉及牛頓第三定律,這是牛頓在1687年提出的科學(xué)理論,描述作用力和反作用力之間的關(guān)系。
你可以把作用力和反作用力想象成一對(duì)雙胞胎,這對(duì)兄弟的大小、高矮、胖瘦一模一樣,總是形影不離,會(huì)同時(shí)出現(xiàn)、同時(shí)消失。當(dāng)它們出現(xiàn)時(shí),會(huì)肩并肩站在同一條直線上。不過,它們又總鬧別扭。一人向左跑,另一人就向右跑。但是,不管怎么跑,他們都不會(huì)離開這條直線。所以,作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一條直線上,也作用在兩個(gè)物體上。
當(dāng)鴨子向后劃水的時(shí)候,鴨掌給水一個(gè)向后的作用力,水也會(huì)給鴨掌一個(gè)向前的反作用力,這時(shí),鴨子就會(huì)在反作用力的推動(dòng)下前進(jìn)。
人們受到鴨子的啟發(fā),發(fā)明了腳蹼。當(dāng)海底工作者在進(jìn)入海里的時(shí)候,腳上會(huì)戴上像鴨掌一樣的腳蹼,這可以幫助他們?cè)诤@镉蔚酶臁?/p>
鴨子另一個(gè)秘密武器在它們的尾巴上。水禽在游泳時(shí)總會(huì)用嘴巴去啄自己的尾巴,然后把頭在羽毛上擦來擦去。其實(shí),它們的尾部有一個(gè)叫尾脂腺的特殊器官,可以分泌油脂。水禽啄尾巴,就是要把這些油脂涂在羽毛上。油脂在羽毛的表面形成了一層保護(hù)膜,可以把水和羽毛隔開,就像涂了一層潤(rùn)滑油,在這種情況下,它們的羽毛不會(huì)被水浸濕,就更容易浮在水面上了。
曾經(jīng)風(fēng)行大江南北的油紙傘也利用了這個(gè)原理,人們?cè)诩埳贤苛送┯?,這樣就使得原本“怕水”的紙有了防水的效果。